Es gibt Hochgeschwindigkeitszüge, dann gibt es Hochgeschwindigkeitszüge
Mit einem Produktportfolio, das auf Geschwindigkeit ausgelegt ist, zeichnet sich Wabtec in beiden Bereichen aus
Einführung
In den etwa fünf Minuten, die das Lesen dieses Artikels dauert, wird ein Hochgeschwindigkeitszug (VHS) irgendwo in Japan oder Europa mindestens ~25 Kilometer zurückgelegt haben 1. In China sogar noch weiter. Das liegt daran, dass VHS-Züge, die mehr als 250 Kilometer pro Stunde (km/h) oder über 155 Meilen pro Stunde (mph) zurücklegen, sehr schnell fahren.
Und heute kratzen 250 km/h kaum an der Oberfläche.
VHS-Züge auf der ganzen Welt, von Europa (Großbritannien, Frankreich, Deutschland, Italien, Spanien) bis Asien (Japan und China), gehen in Sachen Geschwindigkeit an ihre Grenzen. China testet derzeit einen Zug, der für den kommerziellen Einsatz vorgesehen ist, mit 450 km/h!
Überall dort, wo die Geschwindigkeitsrekorde von Zügen fallen und, was noch wichtiger ist, in den kommerziellen Betrieb aufgenommen werden, werden die Innovationen von Wabtec in voller Blüte stehen. Wabtec ist buchstäblich überall in VHS-Zügen präsent, von vorne bis hinten und von oben nach unten. Es liefert die führenden Stromabnehmer sowie Brems-, Tür- und HLK-Systeme, die auch weiterhin die vielfältigen Anforderungen der Hochgeschwindigkeitszüge erfüllen:
- Sicherheit — Da bei VHS kein Platz für Fehler ist, ist ein präzises Design erforderlich.
- Aerodynamik — Denken Sie an Druck, der den Geist und die Metalle strapaziert.
- Komfort — Die Passagiere wollen diesen Druck nicht hören oder spüren
- Kosten — Die Kosten der Innovation können die Ticketpreise nicht aus dem Ruder treiben.
Und obwohl für alle Arten von Zugreisen einige dieser Vorschriften gelten, ist eine sehr hohe Geschwindigkeit einfach ein Multiplikator.
„Vergessen Sie nicht“, erinnert Paolo Pagliero, Vice President of Transit Engineering bei Wabtec, „der aerodynamische Widerstand nimmt parabolisch mit der Geschwindigkeit zu, sodass eine Verdoppelung der km/h den Widerstand um das Vierfache erhöht. Die aerodynamischen Kräfte, die VHS-Zügen bei Höchstgeschwindigkeit entgegenwirken, sind fast unvorstellbar, ebenso wie der Druck, der entsteht, wenn solche Züge in Tunnel einfahren oder in unmittelbarer Nähe aneinander vorbeifahren.“
Wenn das alles herausfordernd klingt, sollte es nicht überraschen, dass Wabtec an vorderster Front dieser komplexen Design- und Fertigungsbranche steht.
VHS Rail, ein wachsender und dynamischer Markt
Das Interesse an VHS-Schienenfahrzeugen ist heute hoch und reicht von so unterschiedlichen Märkten wie den USA und Indien bis hin zu Vorreitern in ganz Europa und Asien. Die Europäische Kommission plant beispielsweise, den Personenverkehr mit Hochgeschwindigkeitszügen bis 2030 zu verdoppeln und bis 2050 zu verdreifachen.
Diese ehrgeizigen Ziele erfordern nicht nur kontinuierliche Designinnovationen, d. h. den Bau schnellerer Züge, die auch ein Fahrgasterlebnis bieten, das mit dem Flugverkehr vergleichbar ist und mit diesem konkurrieren kann, sondern auch Schienennetze, d. h. eine „Infrastruktur“, die auf Geschwindigkeit ausgelegt ist. Derzeit ist Letzteres der größere Engpass — zumindest in Europa.
Pagliero fügt hinzu: „Europa hat heute auf seinen Hochgeschwindigkeitsstrecken so etwas wie ein „Flugsicherungsproblem“. In vielen Ländern teilen sich Hochgeschwindigkeits- und Hochgeschwindigkeitszüge dieselben Gleise wie langsamere Regionalzüge, was bedeutet, dass diese schnelleren Züge nicht optimal fahren müssen. Das Gleiche gilt für Hochgeschwindigkeitszüge, die Strecken mit häufigen Haltestellen fahren. Wenn man bedenkt, wie viel Zeit und Energie ein Zug benötigt, um die volle Geschwindigkeit zu erreichen und zu fahren — und die Zeit und Entfernung, die benötigt werden, um ihn anzuhalten — müssen VHS-Züge oft notgedrungen mit niedrigeren Geschwindigkeiten fahren.“
Trotz dieser Hürden ist die Nachfrage nach VHS-Zügen nach wie vor hoch, und viele Betreiber setzen darauf, dass ihre VHS-Züge irgendwann mehr Zeit damit verbringen werden, mit den Geschwindigkeiten zu fahren, für die sie konzipiert wurden.
„Denken Sie daran, dass Bahnbetreiber den Kauf neuer Züge als 40-jährige Investitionen betrachten. Auch wenn ihre Strecken derzeit nicht für Fahrten mit sehr hohen Geschwindigkeiten optimiert sind, möchten sie oft sicherstellen, dass sie über Züge verfügen, die dieses Erlebnis bieten können, sobald sich die Infrastruktur, sowohl innerhalb des Landes als auch, im Fall Europas, grenzüberschreitend, entsprechend weiterentwickelt“, bietet Pagliero an.
Der Ausbau der VHS-Schienennetze wird letztlich massive Infrastrukturinvestitionen erfordern, vom Bau neuer Tunnel unter wichtigen Eisenbahnknotenpunkten bis hin zur Architektur neuer Strecken, die ausschließlich für sehr hohe Geschwindigkeiten optimiert sind.
„Der Bau von Hochgeschwindigkeitsstrecken durch relativ dicht besiedelte Länder ist eine knifflige Angelegenheit“, beobachtet Chris Jackson, Chefredakteur der Railway Gazette Group. „Erfolg hängt letztlich von einer starken politischen Unterstützung ab. Solange nicht der politische Wille vorhanden ist zu sagen: ‚Wir wollen, dass das gescheht', wird es nicht passieren.“
Pantographen und mehr für HS2
Dies ist im Vereinigten Königreich der Fall, wo im Rahmen des Eisenbahnprojekts High Speed Two (HS2) Millionen von Fahrgästen auf einer 225 km (140 m) langen Strecke zwischen Birmingham und London mit Routinegeschwindigkeit von 330 km/h (205 mph) und Spitzengeschwindigkeiten von 360 km/h (220 mph) befördert werden sollen. Während sich das Schienennetz noch im Bau befindet, haben HS2-Beamte bereits einen Auftrag an ein Konsortium von Hitachi-Alstom mit der Planung und dem Bau von 54 elektrischen Hochgeschwindigkeitszügen für die neue Eisenbahn vergeben.
Dieses Konsortium wiederum hat Wabtec mit der Lieferung des Pantografen, der Bremsen und der Türen des neuen Zuges beauftragt.
„Hitachi-Alstom entwickelt derzeit neue Züge für HS2, die auf dem erfolgreichen ETR1000-Modell basieren, das auf den Hochgeschwindigkeitsnetzen Italiens und Spaniens fährt und Spitzengeschwindigkeiten von 400 km/h erreichen kann“, sagt Pagliero. „Die Erfahrung von Wabtec mit Schlüsselkomponenten für den ETR1000 ist umfangreich, weshalb wir uns für das HS2-Projekt entschieden haben.“
Da die neuen Hitachi-Alstom-Züge speziell für HS2 gebaut werden, wird Wabtec für das Projekt ein brandneues Pantographendesign entwickeln und damit die mehr als 150 Pantografenmodelle ergänzen, die das Unternehmen derzeit in über 90.000 Zügen weltweit im Einsatz hat.
„Die Innovation von Pantographen bei Wabtec ist unübertroffen“, sagt Adam Hajek, Leiter Pantograph Systems Engineering, Power Collection bei Wabtec, „vor allem bei hohen Geschwindigkeiten, wo Wabtec-Pantographen es Zügen ermöglicht haben, Geschwindigkeitsweltrekorde aufzustellen, die bis ins Jahr 1955 zurückreichen, und in jüngerer Zeit in den Jahren 1990 und 2007, wo wir dazu beigetragen haben, Rekordgeschwindigkeiten von 515 km/h bzw. 574 km/h zu erreichen.“
Philippe Geoffroy, Leiter der Produktentwicklung von Pantograph, Power Collection bei Wabtec, fügt hinzu: „Die neuen Pantographen für das HS2-Projekt bieten uns die Gelegenheit, die Agilität unseres Designansatzes hervorzuheben. Wir entwerfen für einen komplett neuen Zug, was ein komplett neues Dach und damit eine herausfordernde neue Integration bedeutet. Um dieser Art von Herausforderung gerecht zu werden, ist ein „Co-Design“ -Ansatz erforderlich, eine enge Zusammenarbeit mit unserem Kunden Hitachi-Alstom. Wenn Sie den aerodynamischen Verlust eines Stromabnehmers auf einem noch nie zuvor entworfenen Dach für einen VHS-Zug reduzieren wollen, können Sie das nicht alleine tun.“
In ähnlicher Weise meistert Wabtec innovativ die Designherausforderungen an den Türen der neuen VHS-HS2-Züge.
„Bei Innovation geht es nicht immer darum, das Rad neu zu erfinden: Es geht darum, zu wissen, wie man bewährte Technologien auf neue Herausforderungen anwendet“, erklärt Nicolas Mangeol, Doors Engineering Director bei Wabtec. „Für HS2 passen wir unsere bewährte, leistungsstarke, aufblasbare Dichtung an die typischen aerodynamischen Stöße bei Hochgeschwindigkeitseinsätzen an.
„Als Passagier haben Sie es vielleicht schon einmal erlebt: laute Geräusche oder das Druckgefühl in Ihren Ohren, wenn Sie durch einen Tunnel fahren oder einen anderen Zug überqueren. Die aufblasbare Dichtung sorgt für eine optimale Luftdichtheit, was den Lärm reduziert und plötzliche Druckschwankungen verhindert, die den Passagieren Unbehagen bereiten können. Dies ist nur eine der vielen Eigenschaften unseres Türsystems, die es zu einem wichtigen Faktor für Sicherheit und Komfort bei sehr hohen Geschwindigkeiten machen.“
VHS-Innovation ist ein Mannschaftssport
Ob es nun um Innovationen in Zusammenarbeit mit einem Kunden geht, wie es Hitachi-Alstom bei den Pantographen für HS2 tut, oder ob es in den eigenen Designzentren in Tours, Frankreich, Piossasco und Avellino, Italien, oder Leipzig, Deutschland, passiert, oder Leipzig, Deutschland, ist kaum zu übertreffen.
Bei der Entwicklung des Bremssystems für den ETR1000 führte Wabtec beispielsweise umfangreiche Tests durch, bei denen Notstopps bei hoher Geschwindigkeit simuliert wurden. Während der Tests erreichten die Wabtec-Scheibenbremsen eine brühende Temperatur von 900 °F (480 °C) und funktionierten weiterhin einwandfrei. Diese gründlichen Tests und die Widerstandsfähigkeit gegenüber rauen Bedingungen, die Wabtec in all seinen Produkten, einschließlich denen für VHS-Züge, einbaut, tragen dazu bei, Katastrophen abzuwenden und Leben zu retten.
„Alles ist extrem, wenn man mit so hoher Geschwindigkeit läuft“, schließt Pagliero.
Es ist kein Zufall, dass Wabtec aufgrund seines Engagements, in diesen Extremen zu arbeiten — und innovativ zu sein — auch den Auftrag für Bremssysteme für HS2 erhielt.
Auf der ganzen Welt gewinnen
Apropos Extreme: Die unbestrittene neue Grenze für Hochgeschwindigkeitszüge ist China. Erinnern Sie sich an die Infrastrukturengpässe, die die Geschwindigkeiten auf dem Kontinent drosselten? In China gibt es sie größtenteils nicht.
Das Land hat die Hochgeschwindigkeitsstrecke Peking-Shanghai gebaut, die problemlos Fahrten mit 350-360 km/h unterstützt, und testet, wie bereits erwähnt, eine VHS-Züge der nächsten Generation für den kommerziellen Einsatz bei 450 km/h. Es wird sogar gemunkelt, dass sich ein Zug mit 600 km/h in der Anfangsphase der Entwicklung befindet, aber das ist eine Geschichte für ein anderes Mal.
Im Moment geht es darum, dass Wabtec überall dort, wo VHS-Zugreisen stattfinden oder diskutiert werden, aktiv an Innovationen arbeitet, um Träume von sehr hohen Geschwindigkeiten in sichere, komfortable und überzeugende kommerzielle Realitäten umzusetzen. Und es hat die Verträge, die das beweisen — auf der ganzen Welt.
1 Unter der Annahme einer Geschwindigkeit von 300 km/h.